Основи техніки, технологій і проектування

§ 9. Сучасні методи обробки металу

1. Поясніть доцільність використання сучасних верстатів.

2. Як ви думаєте, чи може комп'ютер керувати металообробним верстатом?

Сучасні методи обробки металу

Метал використовувався людством як інструментальний матеріал ще з давніх часів. Завдяки невпинному розвитку технічного прогресу технології обробки металу поповнилися новими методами та електрифікованими знаряддями праці.

Сучасний металообробний центр являє собою самокеруючу робочу машину — багатоопераційний верстат, який з’єднаний з обчислювальним пристроєм та перетворює інформаційні сигнали на сигнали управління. Такі автоматичні верстати називають верстатами із числовим програмним управлінням (ЧПУ) (мал. 9.1).

Мал. 9.1. Фрезерно-гравірувальна машина із ЧПУ: а — для площинної обробки; б — для об'ємної обробки

Для вирішення проблеми обробки надтвердих і крихких матеріалів розроблені та впроваджені у виробництво спеціальні способи обробки: електрохімічна, електроерозійна, лазерна, ультразвукова, гідроабразивна.

Лазерна обробка (мал. 9.2) здійснюється наскрізним пропалюванням металевого листа точно сфокусованим лазерним променем. Вона дозволяє виконати такі технологічні операції, як різання й розкрій листа, зварювання, загартування, наплавка, гравіювання, маркування та інші операції тощо.

Мал.9.2. Лазерна обробка металу: а — схема; б — процес обробки

Електроерозійна обробка (різання) здійснюється електричним розрядом, який утворюється між двома електродами. Дія заряду призводить до видалення із заготовки певного шару металу, доки заготовка не набуде визначеної кресленням форми (мал. 9.3, с. 222).

Мал. 9.3. Електроерозійна обробка: а — схема; б — електроерозійний вирізний верстат; в — продукт електроерозійної обробки

Гідроабразивна обробка (мал. 9.4) ґрунтується на застосуванні принципу ерозійного впливу абразивної суміші, що подається під високим тиском. Абразивна суміш являє собою воду, змішану з дрібними частинками абразиву. Інструмент різання — вода — одночасно є й охолоджувачем.

Мал. 9.4. Гідроабразивна обробка: а — схема; б — процес обробки

Економне використання матеріалів

Сьогодні існує проблема раціонального використання металу та виробів з нього. Запровадження на металообробних підприємствах сучасних технологій дозволяє організувати виробництво з мінімальними відходами або впровадити майже безвідходне виробництво. При цьому слід мати на увазі раціональне використання як сировини, так і допоміжних речовин і матеріалів для зменшення кількості відходів та їхнього негативного впливу на довкілля.

Також слід звернути увагу на енергетичну складову технологічного процесу. Оскільки металообробка потребує великих витрат енергії, то завданням технологів та інженерів є максимально зменшити енергозатрати. Кожне нове покоління верстатів та технологічних ліній має менше енергоспоживання, ніж попереднє.

Ключові слова: ЧПУ, багатоопераційний верстат, лазерне різання, гідро-абразивна обробка, безвідходне виробництво, економія електроенергії

Контрольні запитання

1. У чому полягають особливості використання сучасних металообробних машин?

2. У чому полягає принцип дії верстатів із числовим програмним керуванням?

3. Чому на металообробних підприємствах актуальною є проблема енергоспоживання?